1. Описаниетехнологии производства изделия
Промазной способвыработки поливинилхлоридных линолеумов, имеющих тканевую или войлочную основу,является одним из наиболее старых способов получения синтетических рулонныхматериалов для полов. Однако он и сейчас не утратил своего значения вследствиепростоты технологии. Промазной способ основан на принципе намазки специальныхполивинилхлоридных паст на непрерывно движущуюся тканевую или войлочную основус последующей обработкой полотна в терможелировочных камерах, в результатепленка получает большую прочность, износоустойчивость и эластичность, а такжепрочно соединяется с основой.
Помимо тканых иволокнистых основ могут применяться ткани полотняного переплетения,изготовляемые из джуто-кенафного волокна или из смеси джуто-кенафных и льняныхволокон. Для теплозвукоизляционного линолеума разработана специальная биостойкаянетканевая волокнистая подкладка, представляющая собой гибкую, упругую системупереплетенных лубяных волокон, образующих пористую структуру.
Известны два вариантапромазного способа производства линолеума. По первому варианту для формованиялинолеумного слоя применяют грунтовальный станок с ракельными устройствами,позволяющими после многократной промазки и послойной желатинизации нанесенноймассы в терможелировочных камерах получать пленку требуемой толщины и качества.
Второй вариант основан напромазке основы пастой, наносимой с избытком за один раз. Пленку определеннойтолщины формируют путем каландрирования нанесенного слоя по выходе полотна изтерможелировочной камеры на двухвалковом каландре, установленном в концекамеры.
Технологическая линияпроизводства линолеума по второму варианту состоит из следующих операций:транспортирования компонентов со склада и подачи их в промежуточные бункера иемкости; дозирования компонентов; приготовления пигментной красящей пасты;нанесения линолеумной массы на движущуюся основу; термообработки и желированиянанесенной на основу пасты; каландрирования (с одновременным калиброванием)желированной пленки; охлаждения готового полотна линолеума; обрезки кромок,разбраковки и упаковки линолеума.
На рис. 1 приведенатехнологическая схема производства линолеума этим методом.
/>
(Рис.1) Схемапроизводства линолеума промазным способом
Жидкие сырьевыекомпоненты из складских емкостей 1 при помощи насосов 2 подаются в расходныебаки 3 смесительного отделения. Поливинилхлоридное связующее и наполнителипоступают со склада в мешках, доставляемых в цех электрокаром 4. Здесь сухиекомпоненты растаривают и через воронку 6 соответствующего элеватора, которыйподает их через сита, направляют сырье на шнековые питатели 7 и в промежуточныебункера 8. Сыпучие материалы дозируют весовым дозатором.
Жидкие компоненты смесииз расходных баков поступают в обычный объемный мерник 9. Из дозаторов сырьепоступает в смеситель 10 для предварительного перемешивания.
Для приготовлениякрасочной пасты применяют пигменты, загруженные в специальные расходные бункера11. Колерный замес готовят в смесителе, куда загружают точно отвешенное наспециальных весах количество пигментов, пластификаторов и прочих компонентовкрасочной пасты.
Приготовленный всмесителе замес поступает на трехвалковую краскотерку 12 сверху, череззагрузочную воронку, в зазор между первым и вторым валком. В процессе перетиркикрасочный состав переходит на третий валок и снимается с него специальным ножомв сборник.
Колерный замес черезраздаточный бункер 13 подается в нужном количестве в смеситель 14, кудаодновременно поступает через раздаточный бункер 15 перемешанная впредварительном смесителе смесь, а также пластификаторы из мерника 9 дляокончательного приготовления грунтовальной линолеумной пасты. Для этой целиприменяют обычно смесители СМ-3. На рис. 2 показан смеситель СМ-3.
/>
(Рис. 2)Смеситель СМ-3: 1 — корпус смесителя; 2 — лопасти; 3 — откидная крышка; 4 —загрузочное отверстие; 5 — винт для наклона и подъема корпуса; 6 —электропередача; 7 — электродвигатель; 8 — гайка корпуса смесителя
Для ускоренияпроизводства обычно устанавливают несколько таких смесителей. Смеситель имеетстальной корпус, снабженный паровой рубашкой для обогрева. Дно корпуса имеетвид двух полуцилиндров, с выступающей средней частью.
Масса непрерывноперемешивается двумя лопастями Z-образной формы, вращающимися с разной скоростью.Помимо интенсивного перемешивания массы в разных направлениях она ещеперетирается в зазоре между лопастями и днищем корпуса.
Готовая масса выгружаетсяиз смесителя путем наклона его на 90°; лопасти, продолжающие вращение,выбрасывают массу из смесителя на транспортер или в вагонетку. При помощи тельферакюбелем 15 (см. рис. 3) масса направляется на грунтовальный станок 17. Этотстанок состоит из двух горизонтально расположенных в станине валков, на которыенатянут резиновый чехол. Над чехлом помещается ракля, к которой крепится нож.Ракля может размещаться на разной высоте и поворачиваться под любым углом.
Изменением положенияракли и степени натяжения резинового чехла можно регулировать толщинунаносимого слоя массы. Подкладочная ткань или волокнистая основа линолеума вформе рулонов 18 подается тельфером 19 на размоточное устройство.
Особое вниманиеобращается на подготовку тканевой основы, которая может иметь пороки — узлы,нитки, засорение посторонними включениями. Ткань может иметь неодинаковую ширину.Все замеченные дефекты должны устраняться. Ткань необходимо прогладить накаландрах.
Целесообразно создаватьспециальную линию подготовки тканевой основы, которая состоит из стола дляизмерения и осмотра ткани, счетчика ее длины, стола для ручной илимеханизированной очистки ткани и гладильного каландра. При использованиивойлочной основы ее предварительно подогревают на электроплитке 21. Линолеумнуюмассу наносят на движущуюся основу на грунтовальном станке при помощиножей-раклей, конструкция которых может быть различной. На рис. 3 показанысхемы действия раклей различных типов, а на рис. 4 — схемы грунтовальных ножейразличной конструкции.
/>
(Рис. 3) Схемыработы раклей разных типов: а — воздушная ракля; б — ракля на обрезиненномвалу; в — ракля с резиновым чехлом; г — ракля на жесткой опоре
(Рис. 4) Схемагрунтовальных ножей: а — с тонкой острой фаской; б — с круглой фаской; в — ссерповидной фаской; г — с заточенной фаской
После нанесения массы наоснову линолеумное полотно поступает в желировочную камеру 22 (см. рис. 1), гдепод влиянием температурного воздействия происходит желирование массы и пленки.
Желирование являетсянаиболее ответственным процессом производства линолеума промазным способом. Принедостаточном желировании массы образуется рыхлая пленка с низкимифизико-механическими показателями, что резко снижает качество линолеума — егоизносоустойчивость.
Из желировочной камерыполотно линолеума поступает на двухвалковый каландр 24, где пленка линолеумаполучает окончательное уплотнение и калибруется до необходимой толщины в зазоремежду валками. Рабочая температура этих валков должна иметь пределы 140—160°.Приводной механизм каландра позволяет менять скорость продвижения линолеумногополотна в пределах 1,4—2,7 м/мин и тем самым дает возможность изменять времянахождения линолеумного полотна в желировочной камере.
Заключительной операциейпроизводства промазного линолеума является его охлаждение послекаландрирования. При быстром охлаждении на двух холодильных барабанах, имеющихотносительно низкую рабочую температуру ( + 30°), неизбежна большая усадкалинолеума. Поэтому целесообразно применять ступенчатое охлаждение нашестибарабанном охладителе (поз. 23 на рис. 1), при работе на котором усадочныеявления линолеумного полотна уменьшаются. После охлаждения линолеумное полотноподается на стол 25, где обрезают кромки, ведутся разбраковка, поперечная резкана куски необходимой длины, сматывание в рулоны и упаковка их в бумагу.
2. Требованияк сырью
Для изготовленияполивинилхлоридных линолеумов применяют сырье, состоящее из следующихкомпонентов: связующего, пластификатора, наполнителя, красителя, а так жетканевой, войлочной или пористой основы для выработки линолеума на основе.
В качестве связующегоприменяют поливинилхлорид, откуда и происходит название группы линолеумов. Дляпроизводства линолеума используют поливинилхлорид, полученный путемполимеризации хлористого винила блочным, эмульсионным или суспензионнымспособами. Они вырабатываются в соответствии с ГОСТ 14039-79 и ГОСТ 14332-81. Предъявляемыек поливинилхлориду марки ПВХ-С63М требования и нормы даны в таблице 1.
Таблица 1. Физико-техническиепоказатели поливинилхлорида марки ПВХ-С63М
Наименование показателей
Технические нормы для:
высшего сорта
1-го сорта
2-го сорта Плотность не менее, г/см3 1,4 1,38 1,34 Содержание влаги и летучих веществ не более, % 0,3 0,4 0,5 Зольность не более, % 0,02 0,02 0,02 Насыпной вес, г/см3 0,45-0,55 0,45-0,55 0,45-0,6 Продолжительность поглащения пластификатора, не более, мин 10 30 40
Пластификаторы применяютпри выработке линолеума для уменьшения межмолекулярных сил притяжения и дляпридания материалу большей гибкости. К ним предъявляют следующие требования:химическая стабильность, минимальная летучесть, отсутствие запаха, невысокуютемпературу плавления, малую гигроскопичность, высокую температуру вспышки,устойчивость к действию света, совместимость с полимером и вязкость,обеспечивающая хорошую переработку пастообразных смесей на вальцах различногоназначения.
Наполнители вводятся всостав линолеума для придания ему необходимой прочности и приобретения другихфизико-механических свойств, а так же для уменьшения расхода связующихматериалов в целях удешевления изделия. К наполнителям применяются следующиеобщие требования: тонкодисперсность и стойкость к химическим реагентам,однородность, не должен набухать в воде, не разлагаются при рабочихтемпературах производства, не содержать посторонних включений. В качественаполнителей чаще всего применяются тальк, барит (тяжелый шпат), каолинит иасбест. Они вырабатываются в соответствии с ГОСТ 879-52.
Пигменты в производствеполивинилхлоридного линолеума применяют для окраски его в различные цвета. Этов основном сухие земляные и минеральные краски, используемые в производстве идругих видов линолеума. Общие требования к пигментам: светостойкость итеплостойкость их, поскольку температура линолеумной массы при обработкедостигает 170 ◦ С, пигменты не должны набухать в воде.
Ткань применяюткордельную, полукордельную джутовую и джуто-кенафную в качестве основы дляпроизводства поливинилхлоридного линолеума. Эта ткань должна удовлетворятьследующим требованиям: вес 1 м2 — 420 г, необходимый метрический номер пряжи, влажность подкладочной ткани не ниже 14%, иначе волокнаткани делаются менее эластичными, что может привести к разрыву ее приобработке.
3.Номенклатура и описание выпускаемой продукции
Условное обозначениелинолеума должно состоять из слов «Линолеум ПВХ», типа, толщины, разделенныхдефисом, и обозначения настоящего стандарта.
Пример условного обозначениялинолеума типа А толщиной 1,6 мм:
Линолеум ПВХ-А-1,6ГОСТ 7251-77.
В зависимости от видалицевой поверхности линолеум подразделяют на три типа:
А — многоцветный (мраморовидный) илиодноцветный с лицевым защитным слоем из поливинилхлоридной пленки;
Б — многоцветный с лицевым защитнымслоем из прозрачного поливинилхлоридного слоя;
В — многоцветный или одноцветный снаполненным лицевым защитным слоем.
Номинальные размерылинолеума в рулоне и предельные отклонения от номинальных размеров должнысоответствовать указанным в таблице 1.
Таблица 2Наименование показателя Номинальные размеры, мм Предельные отклонения от номинальных размеров, мм Длина 12000-24000 ± 100 Ширина 1200-4000 ± 20 Толщина общая 1,6; 4,0 ± 0,20 Толщина лицевого защитного слоя линолеума типа А 0,15; 0,20; 0,25; 0,30 ± 0,02 Примечание — Допускается по согласованию с потребителем изготовление линолеума других номинальных размеров с теми же предельными отклонениями от них.
Показателифизико-механических свойств линолеума должны соответствовать указанным втаблице 2.
Таблица 3Наименование показателя Значения для линолеума типа А Б В Истираемость, мкм, не более 50 90 100 Абсолютная остаточная деформация, мм, не более 0,35 0,45 0,45 Изменение линейных размеров, %, не более 0,8 0,8 0,8 Прочность связи между лицевым защитным слоем из пленки и следующим слоем, Н/см, не менее 8,0 - - Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом, не более
Для всех типов 5×1015
4. Выборрежима работы предприятия
Режим работы предприятияявляется основой для расчета производительности, расхода сырья иполуфабрикатов, оборудования, состава работающих и пр.
В настоящее времярекомендуется принимать режим работы с пятидневной рабочей неделей в две сменыпо 8 часов каждая- 240 рабочих дней в году для всех технологических отделений,так как процесс производства линолеума промазным способом является непрерывным.Работы ведутся в одну смену, что способствует максимальной производительности иработоспособности и наименьшим затратам на оплату труда.
Таблица 4Наименование отделения Кол-во рабочих суток в году Кол-во рабочих смен в сутки Количество часов в смене Коэффициент использования оборудования Склад СМ 240 1 8 0,8 Приготовление ПВХ пасты 240 1 8 0,8 Нанесение пасты 240 1 8 0,8 Термообработка 240 1 8 0,9 Обрезка кромок 240 1 8 0,9 Упаковка, склад СМ 240 1 8 1
5. Технологическиерасчеты
Исходные данные:
Производство линолеумапромазным способом.
Производительностьпредприятия: 2 млн м2/год.
1. Расчетпроизводительности по основным технологическим переделам
— Выбор типоразмераизделия
Материалы дляпроизводства пвх-линолеума:
1. Связующее (поливинилхлоридныйпорошок)- 34 %
2. Наполнитель (тальк)-45%
3. Пластификатор- 20%
4. Пигмент- 1 %
5. Стеклоткань- 500 000 м с шириной 4м.
Поливинилхлоридныйлинолеум производится объемом 2 000 000 м2/год;
Ширина 4м, длина =/>;
Плотность 1100 кг/м3;
Объем = 0,004 м/>2 000 000м2 =8 000м3;
Масса =V/>/>=8 800 000кг;
ПВХ= />;
Пластификатор = />;
Наполнитель = />;
Пигмент = 88 000 кг.
— Выбортехнологической схемы производства изделия
Выбираем способпроизводства, который основан на промазке основы пастой, наносимой с избыткомза один раз.
/>
Разбивкатехнологической схема на основные операции
Вышеобозначеннуютехнологическую схему можно разбить на следующие этапы:
Упаковка, склад готовой продукции
Обрезка кромок
Термообработка
Нанесение пасты на основу
Приготовление ПВХпасты
Склад СМ I II III IV V VI
Расчетпроизводительности по этапам (годовая, суточная, сменная, часовая) с учетомпотерь
Таблица 5Этапы I этап II этап III этап IV этап V этап VI этап Потери, % 1 1 2 2 5 1
Потери, м3 9004 8915 8827 8654 8484 8080 Режим работы, сут 240 240 240 240 240 240
Производительность суточная, м3/сутки 37,51 37,15 36,78 36,06 35,35 33,67 В смену 1 1 1 1 1 1
Производительность сменная, м3/смену 37,51 37,15 36,78 36,06 35,38 33,67
Производительность часовая, м2/час 1170 1160 1147,5 1137,5 1105 1050 Производительность по массе, кг/час 5148 5104 5049 5005 4862 4620
Производительность часовая, м3/час 4,68 4,64 4,59 4,55 4,42 4,2
Производительность помассе = 4,68м3/ч * 1100 кг/м3=5148 кг/ч
2. Расчет основноготехнологического оборудования
— Выбор основногооборудования с учетом производительности и коэффициента использования
Таблица 6№ Оборудование
Производительность, м3/час Количество Коэффициент использования 1 Весовой дозатор ДЦ-6 6 1 0,8 2 Смеситель СМ-3 3 2 0,8 3 Грунтовальный станок ГС06 6 1 0,8 4 Терможелировочная камера ТМ5 5 1 0,9 5 Ножи для обрезки кромок 2,5 2 0,9
Списокиспользуемой литературы
1. Воробьев В.А.Технология строительных материалов и изделий на основе пластмасс. Учебник длявтузов. М., «Высшая школа», 1974. 472 с. с ил.
2. http://www.polimerportal.ru/index.php/2009/09/proizvodstvo-polivinilxloridnogo-linoleuma-na-tkanevoj-ili-vojlochnoj-osnove-promaznym-sposobom/5/
3. http://www.polymery.ru/production.php?cat_id=139&cat_parent=137&level=3